JPH03249216A - 軽量ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は軽量繊維に関し、更に詳しくはポリエステルに
ポリオレフィンを配合して軽量化したポリエステル繊維
に関する。

［従来の技術］ ポリエステル繊維は機能性に優れ、製造コストも安価で
あることから衣料用、繊維資材、産業用途を中心に広く
利用されている。しかしながらポリエステルとりわけポ
リエチレンテレフタレートはポリマ自身の密度が高く、
更には高度の結晶性を有しているために、繊維の密度が
高く剛性が大きいため、特に軽量、およびソフト風合い
が要求される分野に使用する素材としては適当ではなか
った。

これらを解決するために従来多くの検討が行われている
。例えば特開昭５２−７７２２８号公報に見られるよう
な繊維に中空部分を設けて繊維の見かけ密度を低くする
技術である。しかしながら、この技術による繊維は繊維
軸方向に１つまたは数個程度の中空部を有しているだけ
であるため、同一繊度の繊維と比較した場合に曲げ剛性
が大きくなり、この繊維を使用した織物、編物、不織布
は粗硬感が強く、また、更に中空率を大きくして軽量化
を達成しようとすると中空部がつぶれる欠点があった。

そのようなことから中空による技術では軽量化とソフト
風合いを達成できなかった。また、特開昭５９−７６９
７１号公報に見られるようにポリエチレンテレフタレー
トに繊維軸方向に沿って配合した繊維となし、その後に
例えばＮ処理などの方法によって分散配合した物質の一
部を溶出させて軽量化を達成する方法があるが、この方
法で得られた繊維は繊維軸方向に長い空隙、および配合
した物質が筋状に分散しているために少しの摩擦で繊維
表面がフィブリル化する欠点を有していた。

さらには、特開昭５５−１３７２０８号公報には基質と
なるポリマとの親和性が比較的低いポリマをブレンドし
て微空孔性を有する繊維が開示されている。この繊維は
確かに微空孔を有しているために軽量であるが、該公報
で目的とするフィルター用途などにおいては、一応その
目的は達成されるものの衣料用途においては繊維形成後
ヒートセット、染色に代表される種々の熱処理が施され
るために、配合ポリマが脱落するなどの欠点を有してい
た。また、ここで開示された基質となるポリマは衣料用
途における１６０℃程度の熱処理に十分耐えるものでは
ない。　また、特開昭５７−４７９１２号公報にはポリ
エステルの紡糸生産性の向上を目的にポリエステルにポ
リオレフィンをブレンドする発明が提案されている。し
かしながら該発明はボイドのない通常のポリエステル繊
維を生産性良く生産することを目的としてコロの役割を
付与するために非相溶のポリオレフィンをブレンドする
ものであり、ボイドを生成させて軽量化を図る技術思想
はなんら開示されていない。また、特開昭５５−１３７
２０８号公報、特開昭５７−４７９１２号公報のように
ポリエステルにポリオレフィンを配合した繊維に共通す
る欠点は繊維製造工程や製品化の後にポリオレフィンが
繊維表面ににじみ出て、工程通過性を悪化したり、製品
風合いを損ねることである。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は上記のような欠点を排除し、軽量化を図ること
を目的に鋭意検討した結果本発明に到達したものである
。

［課題を解決するための手段］ 前期した本発明の目的は密度が１．１ｇ／ｃｄ以下であ
るポリオレフィン化合物を４重量％以上、２０重量％以
下配合して成り、かつポリエステルの海にポリオレフィ
ンが島状に分散していて、そのポリオレフィンの島のサ
イズが０゜０５μｍ以上、５．０μｍ以下であるポリエ
ステルを芯成分として、実質的にポリオレフィンを含有
しないポリエステルを鞘成分として、その繊維の複合比
率は芯成分が７０重量％以上からなり、１６０℃で５分
間熱処理後のボイド含有率が５％以上の軽量ポリエステ
ル繊維によって達成される。

本発明の繊維の芯成分について以下詳述する。

ポリエステルの軽量化を達成する場合、配合するポリマ
の密度は小さい方が有利であり、かつ、ベースポリマで
あるポリエステルとのなじみが低い方が延伸時のボイド
発生による軽量化が図れるので好ましい。芯成分に配合
するポリオレフィンの密度は１．１ｇ／ｃｍｆ以下であ
ることが必要である。好ましくは１．０ｇ／ｃｎｆ以下
、特に好ましくは０．９ｇ１０＋ｆ以下である。

これらの要求を満足する物質としてはポリオレフィンで
あることが必要である。ポリオレフィンポリマとしては
例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、
ポリメチルペンテンなどがあるが、なかでもポリエチレ
ンテレフタレートとの相溶性が乏しいこと、融点が比較
的高いこと、密度が小さいことからポリプロピレン、ポ
リメチルペンテンが好ましい。ポリエステルの衣料用途
では一般的に１６０℃程度の熱処理を行うためこの熱処
理によって発生したボイドが太き（減少しないことが重
要である。

ポリオレフィンの融点は２００℃以上が好ましく、更に
好ましくは２２０℃以上である。特に、ポリメチルペン
テンはポリエステルとの親和性が小さいこと、融点が高
いことから好ましい。

繊維の軽量化を達成するためには配合するポリオレフィ
ンの密度が低いことと同時に繊維中に如何にボイドを多
く含有するかにある。熱処理後のボイド含有率は芯鞘複
合繊維に対して５％以上とする必要があり、好ましくは
１０％以上、更に好ましくは２０％以上、特に好ましく
は３０％以上である。軽量化のためには熱処理後のボイ
ド含有率は高い方が好ましいが製糸性や繊維の物理特性
面から熱処理後のボイド含有率が５０％以上の繊維は好
ましくない。

また、ポリオレフィンの他にポリオレフィン以外の物質
を配合しても軽量化を阻害するものでなければ構わない
。むしろ軽量化を促進するものであれば併用が好ましい
。例えば、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレ
ートとの相溶性が乏しい物質である炭酸カルシウムの配
合は繊維のボイド生成を助けるので併用することが好ま
しい。しかし、配合量が多すぎると製糸性が不良になる
のでポリオレフィン以外の配合量は１０重量％以下にす
るのが好ましい。

配合するポリオレフィンの量は目標とする繊維の軽量化
の度合によって変わるが明らかな軽量感を付与するため
には４重量％以上が必要である。好ましくは８重量％以
上、特に好ましくは１１重量％以上である。逆にポリオ
レフィンの配合量が多すぎると製糸性が悪化すること、
ポリエチレンテレフタレート本来の機能性が失われるこ
とから２０重量％以下にすべきである。

好ましくは１５重量％以下である。

繊維の軽量化のためには繊維全体にポリオレフィンを配
合することが好ましいがこの場合には、加工工程中のポ
リオレフィンのにじみだしによる工程通過性悪化や、製
品の風合い悪化になる。

本発明の繊維は軽量化を達成し、かつ工程通過性を阻害
せず、製品の風合いを阻害しない優れた繊維である。

本発明の繊維の鞘成分はポリエステルであれば特に限定
されない。即ち、実質的にポリエチレンテレフタレート
であっても良く、−船釣に使用されているジカルボン酸
、ジオールなどを共重合した共重合ポリエステルでもか
まわない。

また、艶消し剤などを配合していても良い。

鞘成分の組成と芯成分のポリエステル組成は染色性の均
一性、収縮特性の近似の意味から実質的に同一であるこ
とが好ましい。しかしながら鞘成分にポリオレフィンを
含有していると本発明の目的であるポリオレフィンのに
じみだしによる工程通過性不良、および製品の風合いの
悪化を十分に防止することが出来ない。鞘成分のポリオ
レフィン含有率は１重量％以下であることが好ましく、
０．０１重量％以下が更に好ましい。

芯成分の複合比は７０重量％以上であることが本発明の
目的である軽量化を達成する意味から必要である。しか
しながら芯成分の複合比が高すぎると鞘成分が薄くなる
ために、芯成分のポリエステルに配合しであるポリオレ
フィンが製糸工程を初めとしてその後の高次加工工程で
も析出してしまい、工程通化性を著しく悪化させてしま
う。芯成分の複合比は８０重量％以上が好ましく、特に
好ましくは９０重量％以上、９５重量％以下である。

ポリエステルの本来の特徴を失わないために、芯成分の
繊維断面におけるポリオレフィンの分散状態はポリエス
テルの海の中に島状に分散していることが必要である。

ここで言う海とは任意の断面を観察したとき、繊維全体
に連続的に広がって存在している状態であり、また、島
とはポリエステルの海にほぼ独立して存在している状態
である。島が連続している場合には両者の境界面積が小
さくなり、熱処理後のボイド含有率が減少して、好まし
くない。

ポリオレフィンの分散サイズはポリエステルとポリオレ
フィンの境界に生じる微細孔の量に影響するので重要で
ある。分散のサイズが小さすぎる場合には比表面積は増
大するがボイド量は減少して好ましくない。一方、大き
すぎると製糸性が不良となるばかりでなく、染色斑に代
表されるような各種の斑が発生するので好ましくない。

ポリオレフィンの島のサイズは５．０μｍ以下であるこ
とが必要である。好ましくは２．０μｍ以下、０．１μ
ｍ以上であり、特に好ましくは０．３μｍ以上１．０μ
ｍ以下である。

島のポリオレフィンの好ましい島のサイズを保つために
、ポリオレフィンの溶融粘度はポリエステルの溶融粘度
よりも高いことが好ましく、ポリエステルの溶融粘度の
２倍以上の溶融粘度であることが特に好ましい。

本発明の繊維は主として衣料用に適しているが衣料用途
では寸法安定性を付与する目的から２００℃以下の熱処
理を施すのが一般的であり、少なくとも１６０℃の温度
に充分耐えられる繊維であることが必要である。好まし
くは２００℃以上に耐えられる繊維である。このために
は繊維の融点は２４０℃以上が好ましく、更に好ましく
は２５０℃以上である。

本発明でいう融点とはＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＡＲ社製Ｄ
ＳＣ−４で昇温速度１６℃／ｍｉｎで測定した値である
。ここで複数の融解ピークがある時は融解熱量の多い方
のピーク温度を指す。この意味から本発明のポリエステ
ルはポリエチレンテレフタレートが好ましいが上記融点
を満足する範囲で一般的に使用されている共重合組成物
、あるいは配合物が含まれていてもよく、その量は配合
するポリオレフィン以外の組成物に対して１２重量％以
下であれば含有していても差し支えない。

本発明の繊維は衣料用途であり、風合いも重要であるた
めに、繊度は０．５デニ一ル以上、５デニール以下の範
囲が好ましい。本発明の繊維はボイドを含有しているた
めに通常のポリエチレンテレフタレートの同一断面積の
繊維に比較して軽量であり、曲げ剛性が小さく、柔らか
な風合いを有している。

本発明の繊維断面形状は特に限定されることはなく、一
般に利用されている形状のものに適用できる。また、中
空断面形状にすることによって本発明の効果を一層高め
ることが出来る。

本発明の繊維は例えば次のようにして製造することが出
来る。

芯成分として溶融状態のポリエチレンテレフタレートに
溶融状態のポリメチルペンテンをポリエチレンテレフタ
レートとポリメチルペンテンの合計に対して１２重量％
配合して充分撹拌した後、このブレンドポリマを粒状に
形成する。

このブレンドポリマを１６０℃で減圧乾燥した後溶融す
る。一方、鞘成分としては、ポリエチレンテレフタレー
トを溶融し、複数のスリットからなる同心円芯鞘複合中
空口金から吐出する。

口金孔から吐出する場合のズリ応力を１０×１０６ｄｙ
ｎｅ／（ｉ以下とすることがポリメチルペンテンの粒径
を必要以上に分散しないために好ましい。更に、同様の
意味から吐出後の変形比（未延伸糸引き取り速度を口金
孔内流速度で徐した値）は２００以下、好ましくは８０
以下が更に好ましい。

得られた未延伸糸はボイドを生成するために低温の延伸
温度を採用して延伸し、次いで寸法安定性を向上するた
めの熱処理を行なう。

［実施例］ 以下に実施例で本発明を更に詳細に説明する。

なお、実施例に用いた測定方法は次のとおりである。

島の分散サイズ： 繊維断面を透過型電子顕微鏡で観察したときにポリエス
テルの海に点在するポリオレフィンの島の平均直径を求
めた値である。

熱処理後のボイド含有率： 繊維を１６０℃で５分間常圧で定長状態で熱処理した後
、繊維の任意の断面を２０箇所透過型電子顕微鏡で観察
し、繊維全体の面積に対するボイドの面積の比の平均で
表す。なお、１６０℃で５分間常圧熱処理していないも
のは単にボイド含有率とした。但し、繊維軸方向に実質
的に無限に連続した空隙、いわゆる中空部分は繊維全体
の面積、およびボイドの何れにも含まない。

実施例１ 芯成分として実質的にポリエチレンテレフタレートから
成るポリエステルにポリメチルペンテンを全体の１４重
量％になるように溶融ブレンドして平均分散径が３５μ
ｍの分散ポリマとした。このときのポリエチレンテレフ
タレートに対するポリオレフィンの溶融粘度は約３倍で
あった。

一方、鞘成分は芯成分のポリエチレンテレフタレートと
同様のものを使用した。これらのポリマを同心円芯鞘複
合用口金から芯／鞘＝９０／１０になるように吐出して
未延伸糸を得、次いで延伸を行った。この時の延伸温度
は４０℃であり、延伸に引き続いて１２５℃の熱処理を
実施した。この繊維のデニールとフィラメント数はそれ
ぞれ７５デニール、２４フイラメントであった。残留伸
度は２８％とした。この実験で得られた延伸糸の特性は
第１表のとおりである。該繊維からなる布帛は柔らかく
、その柔らかさは１６０℃熱処理後もほとんど変化がな
かった。

実施例２ 芯成分として実質的にポリエチレンテレフタレートから
成るポリエステルにポリプロピレンを全体の１４重量％
になるように溶融ブレンドして平均分散径を３５μｍに
した。一方、鞘成分ポリマは実施例１と同様とした。こ
れらのポリマを同心円芯鞘複合用口金から吐出して未延
伸糸として、次いで延伸を行った。この時の延伸温度は
３０℃であり、残留伸度は３０％とした。この実験で得
られた延伸糸の特性は第１表のとおりである。該繊維か
らなる布帛は柔らかさは実施例１に比較すると劣るもの
であった。

布帛の柔らかさは１６０℃熱処理前は実施例１と同等で
あったが熱処理によって柔らかさが低下していた。

実施例３ 繰り返し単位の９８モル％がポリエチレンテレフタレー
トから成るポリエステルにポリメチルペンテンを全体の
１８重量％になるように溶融ブレンドして平均分散径を
３５μｍにした。

このポリマを芯成分とし、一方、９８モル％がポリエチ
レンテレフタレートから成るポリマを鞘成分とした芯鞘
複合糸（芯／鞘＝９０／１０）の未延伸糸とし、次いで
延伸を行った。この時の延伸温度は３０℃であり、残留
伸度は２５％とした。この繊維を製造するときの製糸性
は紡糸、延伸を通じて糸切れなどは全くなく、製糸性は
きわめて良好であった。この実験で得られた延伸糸の特
性は第１表のとおりである。繊維の特性は第１表に示す
とおりであり、該繊維からなる布帛は柔らかく、その柔
らかさは１６０℃熱処理後もほとんど変化がなかった。

実施例４ 芯成分のポリメチルペンテンの配合量を８重量％に変更
した以外実施例３と同様に製糸を行い、延伸糸を得た。

繊維特性は第１表のとおりであるが実施例１の繊維に比
較して柔らかさが若干劣るものであった。

実施例５ 芯成分として使用する供給ポリマは実施例１と同様であ
ったが、繊維中でのポリメチルペンテンの分散サイズを
変更するために複合前に静止混線器を使用した。

この条件以外は実施例１と同様であった。この繊維の断
面を電子顕微鏡で観察した結果は第１表に示したとおり
である。ソフトではあったが実施例１に比較してやや粗
硬感のあるものであった。

実施例６ 繊維中のポリメチルペンテンの分散サイズを大きくする
ために、口金吐出前の濾過層を除外した以外は実施例１
と同様に実施した。このポリマの紡糸は製糸性が十分で
はなく、紡糸時に糸切れが散見された。この繊維の断面
を電子顕微鏡で観察した結果は第１表に示したとおりで
ある。ただこの繊維から得られた布帛はソフト風合いで
大変良好であった。

比較実施例１ 芯成分と鞘成分の複合比を３０／７０に変更した以外は
実施例３と同様に実験を行なった。

ポリメチルペンテンの分散も良好であったが繊維全体の
ボイド率が低く、本発明の目的を満足することは出来な
かった。

比較実施例２ 実施例１で芯成分として使用したポリメチルペンテン配
合ポリエステルからなるブレンドポリマのみからなる繊
維を中実円断面繊維として紡糸した。延伸以降は実施例
１と同様に延伸、熱処理を行なった。延伸の途中からロ
ーラへのポリメチルペンテンの脱落が認められ、かつ単
繊維切れが発生した。また、布帛の風合いはベトつきが
感じられた。

（以下余白） ［発明の効果コ 本発明による軽量繊維はボイド含有率が５％以上のポリ
エチレンテレフタレートであるために、軽量であると共
に、微空孔を有しているために、一般衣料用途として適
した風合いを有している。更に、不動の空気層を有して
いるために、保温性が向上しており、特に、秋・冬用途
に適したソフトな衣料用素材となることは勿論であるが
製糸工程を初めとして高次加工、さらには衣料とした後
の製品でのポリオレフィンの析出が全くなくなる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　密度が１．１ｇ／ｃｍ＾３以下であるポリオレフィン
   化合物を４重量％以上、２０重量％以下配合して成り、
   かつポリエステルの海にポリオレフィンが島状に分散し
   ていて、そのポリオレフィンの島のサイズが０．０５μ
   ｍ以上、５．０μｍ以下であるポリエステルを芯成分と
   して、実質的にポリオレフィンを含有しないポリエステ
   ルを鞘成分として、その繊維の複合比率は芯成分が７０
   重量％以上からなり、１６０℃で５分間熱処理後のボイ
   ド含有率が５％以上の軽量ポリエステル繊維。